В статье отражается 100-летняя история лесохозяйственного факультета. Приводятся данные о деятельности выдающихся сотрудников, преподавателей ЛХФ.  

Происходящая в настоящее время Четвёртая промышленная революция и создаваемая при этом Индустрия 4.0 предполагают массовое внедрение киберфизических систем (КФС) в производство и обслуживание человеческих потребностей, включая быт, труд, обеспечение безопасности и досуг. Среди областей, для которых создаются киберфизические системы, не последнее место занимает взаимодействие человека с окружающей средой, которое должно перейти на новый уровень, обеспечивая гармонизацию потребностей человечества и сохранность природной среды. При этом особый интерес представляет создание киберфизических систем для широкого класса природных процессов, названных динамическими процессами на поверхности Земли. Примерами таких процессов могут служить природные пожары, наводнения, разливы нефтепродуктов на поверхности Земли и воды и целый ряд других. Эти процессы имеют разную физическую природу (геологическую, биологическую, метеорологическую, гидрологическую, антропогенную), но, в общем случае, таким процессом может быть названо любое явление природного или антропогенного характера, которое можно пред ставить в виде подвижной области, контура или бегущей волны, распространяющейся по поверхности Земли. Эти процессы объединяет ряд особенностей, благодаря которым их динамику и управление можно описать с помощью единого математического аппарата, что позволяет создавать цифровые модели данных объектов, которые являются обязательной частью всех киберфизических систем. В настоящей работе рассматривается еще один вид динамических процессов на поверхности Земли – процессы дигрессии растительности, то есть изменения в природных растительных комплексах под влиянием их интенсивного использования человеком. Сформулированы требования к цифровым моделям процесса дигрессии и возникающие при этом задачи. Предложена и исследована математическая модель пастбищной дигрессии, характерной как для северного оленеводства, так и для скотоводства в южных пустынных районах. Описан метод построения цифровой модели этого процесса. Реализована ГИС-ориентированная система, предназначенная для цифрового моделирования процессов пастбищной дигрессии, которая может послужить основой для соответствующей киберфизических системы.

Важным показателем состояния лесных насаждений, является наличие и состояние естественного возобновления древесных растений. Условия существования подроста в течении жизни часто не остаются постоянными. Для планирования лесохозяйственных мероприятий важным является изучение жизненного состояния естественного возобновления, роста и развития подроста хозяйственно- ценных пород. Оценка возобнови тельных процессов проводилось на территории Тотемского района Вологодской области. Объектами изучения являлись шесть участков приспевающих хвойных насаждений разных лесорастительных условий. По результатам исследования, можно сделать вывод, что условия для роста и развития подроста ели в приспевающих сосновых насаждениях разных типов лесорастительных условий, являются неблагоприятными. Сосновый подрост вообще отсутствует. Под пологом еловых имеется достаточное количество хвойного под роста, способного сформировать после проведения лесосечных работ елово-лиственное или еловое насаждение. В качестве рекомендации для сохранения коренного типа леса и сокращения затрат на выполнение лесовосстановительных работ в сосновом древостое после лесосечных работ, предлагаем провести чересполосно постепенную рубку интенсивностью 30 %, с одновременным удалением в полосах елового подроста и выполнением мер содействия естественному возобновлению в виде минерализации почвы в процессе выполнения основных лесосечных работ. Выполнение рубки, считаем, необходимо приурочить к семенному году.

Picea × albertiana ‘Conica’ – культивар ели Альберта, одна из самых популярных карликовых форм в декоративном садоводстве. Он выведен на основе «ведьминой метлы», появившейся благодаря соматической мутации и имеющей иную анатомию и морфологию, чем родительский вид. На особях этого культивара иногда наблюдается достаточно редкое явление – реверсии к дикому типу, частично либо полностью возвращающие фенотип родительских видов. Особый интерес данные реверсии представляют еще и потому, что родительский для культивара ‘Conica’ вид – Picea × albertiana S.Br. сам является гибридным, возникшим в результате естественного скрещивания Picea glauca (Moench) Voss и Picea engelmannii Parry ex Engelm. Объектами исследования являлась хвоя трех североамериканских видов ели (P. × albertiana, P. glauca и P. engelmannii), интроду цированных в Сибирском ботаническом саду Томского государственного университета и Центральном ботаническом саду Национальной академии наук Беларуси, культивара P. × albertiana ‘Conica’ и обнаруженных на нем ревертантных побегов. Анатомическое исследование хвои показало частичное соответствие фенотипа ревертантных побегов фенотипам родительских видов и материнских особей культивара. Вероятно обнаруженные на культиварах ‘Conica’ ревертантные побеги образовались в результате супрессорных почковых мутаций, либо было сделано несколько таксономических ошибок в идентификации родительских видов.

К северным территориям Красноярского края в настоящее время привлечено особое внимание общественности, правительства, деловых кругов не только в России, но и многих стран. Освоение хвойных бореальных лесов и развитие водного транспорта леса в бассейне Енисея привело к тому, что в береговой полосе и акватории Енисейского залива скопились различные отходы производственной деятельности, оказывающие влияние на окружающую среду. Интерес иностранных компаний к Северному морскому пути (СМП) определяется рядом важнейших фак торов. Прежде всего, он является более выгодным с экономической точки зрения морским путем: к примеру, от Гамбурга до Иокогамы всего 6600 морских миль, а при транспорте через Суэцкий канал – 11 400 миль; сопоставимы транспортные затраты на перевозки лесных грузов из Сибири в Азиатские страны – Китай, Ко рея. В то же время СМП интересен как транспортная артерия при освоении природных ресурсов и перевозки сырья из арктических регионов России, развития инфраструктуры Северных территорий. Основным водным путем, связывающим территорию Красноярского края и имеющим выход на СМП, является р. Енисей и его притоки. Многие годы Енисей был единственным водным путем доставки древесины хвойных пород на Игарский лесоэкспортный комбинат. При транспортировке леса водным путем с рейдов, расположенных на берегах Ангары и Енисея, неизбежны потери древесины. Основной причиной поступления древесины в Енисейский залив являются стихийные бедствия, аварии плотов, нарушения технологий лесосплава. По нашим предварительным оценкам, в настоящее время запасы затонувшей и разнесенной по берегам древесины в устьевой части и Енисейском заливе составляют более 2,0 млн м3. Затонувшая и разнесенная по берегам древесина в Енисейском заливе даже в условиях низких температур оказывает влияние на уязвимые северные экосистемы, а также может быть использована различными потребителями в зоне Енисейского залива. В апреле 2019 г. в Санкт-Петербурге состоялся 5 международный форум «Арктика – территория диалога», на котором президент РФ В. В. Путин заявил: «Главная угроза Арктике сегодня – экологическая, природа Арктики из-за возможного экономического освоения региона оказалась под угрозой» [1]. Таким образом, проблема очистки Енисейского залива от затонувшей и разнесенной по берегам древесины становится все более актуальной.

Цель данной работы – определение состояния воздушной среды лесного массива от экологической обстановки мегаполиса (г. Красноярск). Задачи: провести исследования физических и химических свойств лесного воздуха – наличие отрицательных и положительных ионов; сравнить данные проведенных исследований за период 1998–2021 годов; провести анализ динамики загрязняющих веществ воздушной среды мегаполиса за период 2015–2019 гг.; получить математические зависимости влияния загрязняющих веществ мегаполиса на ионизацию воздуха пригородных лесных зон. Объектами исследования являются: естественная ионизация воз духа пригородной лесной зоны – количество отрицательных и положительных ионов; загрязняющие вещества воздушной среды мегаполиса. Измерение ионизации проводилось счетчиком аэроионов малогаборитным МАС 01 в течение 13 лет в теплый период года. Анализ количества загрязняющих веществ проводился по данным Государственного доклада о состоянии и охране окружающей среды за период 2015–2019 гг. В статье приведены данные по загрязняющим веществам, наиболее влияющим на снижение количества отрицательных ионов лесного воздуха, его целебные свойства. Получены математические зависимости влияния загрязняющих веществ на количество отрицательных ионов воздушной среды и коэффициент униполярности пригородных зон, определены значимые факторы, по которым получена математическая модель, позволяющая прогнозировать влияние загрязняющих веществ воздушной среды мегаполиса на количество отрицательных ионов в пригород ной зоне. Установлено, что увеличение значимых загрязняющих веществ (оксид углерода, бензапирен, диоксид серы) на единицу приводит к снижению количества отрицательных ионов в среднем на 900 е/см3. В лабораторных условиях определено влияние отрицательных и положительных ионов на содержание пыли в воздушной среде. Полученные результаты исследований позволят прогнозировать и разработать мероприятия по созданию зон в мегаполисе, приближенных к экологически чистым регионам по состоянию воздушной среды, и разработать технические устройства по очистке воздуха в помещениях.

Целью исследований является изучение механизмов устойчивости лесостепных популяций сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) к воздействию антропогенной нагрузки и гидротермического стресса по шкале «оптимальные годы – слабая – сильная засуха». Объекты исследования – лесные культуры сосны вблизи заповедника (Воронежская область, Рамонский район, контрольный объект) и лесная полоса вдоль автомагистрали М4 Дон (г. Воронеж, опытный объект). В результате работы в разные по климатическим условиям годы про ведена сравнительная оценка жизненного состояния опытной и контрольной популяций и установлены пределы изменчивости двух признаков семенной продуктивности (полнозернистость и число семян на шишку) в условиях ex situ. Выявлены существенные различия реакции объектов на засуху. Показано, что контрольная популяция сосны реагирует на засуху пропорционально силе погодного стресса. Уровень полнозернистости и коэффициент вариации признака составили в оптимальном 2020 году 80,8±1,34 % (CV = 9,2 %), в слабую засуху 2014 года 73,7±1,81 % (CV = 13,8 %), в сильную засуху 2007 года 32,1±3,4 % (CV = 67,7 %). В оптимальные годы техногенная популяция характеризовалась повышенной изменчивостью признаков (CV = 45,8 %), показатели семенной продуктивности ниже контроля на 15–30 %. Размах индивидуальных норм реакции в пересчете на одно дерево выше в 1,7 раз. Дифференциация деревьев на чувствительную, модальную и устойчивую группу генотипов отсутствует. Отклик генеративной сферы на засуху менее интенсивный. Опытная популяция не отреагировала на слабую засуху. В сильную засуху имел место асимметричный контролю алгоритм изменчивости признаков и низкая интенсивность стресс-реакции. Полученные результаты свидетельствуют, что контрольная популяция представляет устойчивую равновесную систему, а опытный объект – слабо неравновесную систему. Обсуждаются механизмы выживания сосны в засуху на экологически благоприятной и техногенно загрязненной территории Воронежской области.

В условиях существенного наращивания объемов выращивания посадочного материал с закрытой корневой системой все актуальней становиться поиск ресурсосберегающего состава субстрата. Так как применяемый сейчас верховой торф доступен для заготовки крайне на ограниченной территории России. Нами рассматривались следующие экспериментальные составы субстрата: смесь 10 % глины, 40 % опилок и 50 % торфа (Т + Г + О); гидродинамически активированная древесина хвойных (обогащенная древесина) (Од). В опыте также применялось два вида предпосевной обработке семян лиственницы сибирской трехлетнего срока хранения: намачивание в воде и в 0,2%-ном растворе янтарной кислоты. Проведенные наблюдения показали, что раствор янтарной кислоты оказывает положительное влияние на грунтовую всхожесть и энергию прорастания при высеве в торф. Наблюдение за ростом всходов, показало, что применение гидродинамически активированной древесины хвойных, в сочетании с обработкой семян янтарной кислотой, оказало стимулирующий эффект. Высота всходов в данном опытном варианте превосходило контроль (высев в чистый торф намоченных в воде семян) на 7,0 %, а другой субстрат на 12,8 %.

В статье рассматривается опыт применения гербицидов для борьбы с сорной растительностью при выращивании хвойных в питомниках открытого грунта. Обсуждаются препараты, включенные в «Каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ», примененные различными исследователями при выращивании сеянцев хвойных растений (Раундап, Торнадо, Анкор-85, Гоал-2Е, Гезагард, Зеллек-супер, Суперстар Фюзилад-супер). Приведены названия гербицидов, нормы применения, особенности их использования с учетом периода применения в агротехнике выращивания сеянцев хвойных. Сформирована схема применения гербицидов в зависимости от этапа развития сеянцев с возможностью чередования препаратов для избежания резистентности сорных организмов. В статье указаны последствия применения гербицидов и направления преодоления их негативного воздействия на сеянцы. Для снижения пестицидного пресса и усиления действия гербицидов рекомендуется применение минерального удобрения, гуматов, стимуляторов роста, например Эпин, Циркон. Обзорная статья является краткой инструкцией для сотрудников питомников открытого грунта при решении проблемы засоренности посевов сосны и ели.

Данной работой были определены кинетические параметры и прогнозируемые сроки деструкции лигнинугле водных материалов на основе древесного сырья по отношению к почвогрунту. Прогнозирование выполнялось при помощи экстраполяционного метода по скорости изменения свойств материала (прочности при изгибе) при повышенной температуре (50 °С). В результате выполнения работы методом плоского горячего прессования в закрытых пресс-формах был получен пластик без связующего (ПБС) на основе опилок сосны. Оценены исходные физико-механические свойства ПБС. Полученные образцы ПБС были испытаны на биоразлагаемость в нормальных (20 °С) и экстремальных (при повышенной температуре) условиях. Оценка биоразлагаемости осуществлялось по потери массы исследуемых образцов при выдержке в грунте. Наблюдается общее снижение масс ы образцов по результатам выдержки образцов в грунте при температуре 20 °С за 30 суток. Общее снижение массы за 30 суток составило на 15,4 %. Были установлены зависимости изменения физико-механических свойств (прочности при изгибе) ПБС при нормальных и экстремальных условиях испытаний на биоразложение. С помощью экспериментальных данных была определена энергия активации процесса биодестркуции данного материала. На основании энергии активации было выявлено, что деструкция ПБС происходит за счет гидролиза и разложения существующих связей древесного сырья, преимущественно лигнин-углеводного комплекса. На основании полученных данных были спрогнозирован возможный срок биоразлагаемости ПБС на основе древесного сырья. Прогнозируемый срок биоразлагаемости в реальных условиях за теплый период года при условно среднегодовой температуре по России составил до 1,2 года без учета внешних природных факторов.

Современная ситуация в области устойчивого лесопользования в России характеризуется проблемой восстановления, охраны и защиты лесов. Несмотря на значительные объёмы работ по сохранению подроста в процессе рубок главного пользования, проведению мероприятий содействия лесовосстановлению, существует устойчивая тенденция отставания темпов восстановления лесных насаждений на фоне значительного увеличения площадей вырубок и гарей. Современные технологии лесных культур могут стать эффективным драйвером роста продуктивности лесов России. Для реализации таких технологий требуется оперативная и качественная подготовка почвы в интересах последующего лесовосстановления. Исследование направлено на решение задачи лесовосстановления в условиях вырубок. Проведен анализ конструкции дисковых рыхлителей, предназначенных для подготовки почвы в процессе работ по лесовосстановлению. Проанализированы факторы, оказывающие существенное влияние на эффективность работы плугов рыхлителей с дисковым рабочим органом. В ходе работы определялись закономерности, влияющие на кинематические соотношения при обработке лесных почв дисковыми рыхлителями. Был установлен принципиальный характер движения пласта по поверхности рабочего органа дискового рыхлителя. На основании анализа процесса образования борозд при обработке почвы дисковым рыхлителем, даны рекомендации по выбору линейных и угловых параметров рабочего органа. На основе анализа сформулированы требования к дисковым плугам рыхлителям, которые смогут эффективно осуществлять основную подготовку почвы в условиях вырубок, в разнообразных почвенно-климатических условиях России. Материалы исследований, рекомендованные линейные и угловые параметры рабочих органов могут быть использованы при проектировании и усовершенствовании лесных рыхлителей с дисковыми рабочими органами.

В работе приведены исследования по разработке связующего на основе силиката натрия для получения те плоизоляционных плит из древесных волокон. Представлены результаты экспериментальных исследований по повышению водостойкости силиката натрия с целью обеспечения требуемых физико-механических характеристик теплоизоляционных плит на его основе при эксплуатации в неблагоприятных температурно влажностных условиях. Для этого был использован модификатор – кремнефтористый натрий, который при взаимодействии с силикатом способен образовывать прочные нерастворимые соединения. Установлено, что введение кремнефтористого натрия позволяет существенно повысить долю нерастворимого остатка в шесть раз, что создает предпосылки для получения плит с высокими эксплуатационными свойствами.

Для изучения взаимодействия разработанной клеевой композиции с древесным волокном были изготовлены образцы теплоизоляционных плит и реализован факторный эксперимент для получения зависимостей физико-механических показателей. Выходными величинами приняты: предел прочности на сжатие при 10-% линейной деформации и водопоглощение. Было установлено, что оптимальное количество кремнефтористого натрия в клеевой композиции составляет 7,5 %. Это обеспечивает набольший предел прочности при 10-% линейной деформации и снижает водопоглощение плит на 30 %.

Полученные результаты доказывают возможность склеивания древесных волокон клеевыми композициями на основе силиката натрия. Для обеспечения требуемых свойств необходима модификация клеевой основы.

Представлен обзор научной литературы, в котором рассматриваются основные устройства для размола массы высокой концентрации из хвойных и лиственных пород древесины. Описываются их положительные и отрицательные характеристики. Проводится анализ свойств массы высокой концентрации из хвойных и лиственных пород древесины при размоле. Обозначены противоречия разных ученых в оценке свойств размола массы высокой концентрации из хвойных и лиственных пород древесины. Определены положительные и отрицательные свойства при размоле массы высокой концентрации.

В статье приводится определяющий замысел моделирования технологического процесса поточных линий с последовательно установленными станками. В лесопромышленном комплексе формализация технологий в такой постановке вопроса актуальна, поскольку модели для последовательных потоков из станков более двух слабо формализованы. При этом технологический процесс описывается методами теории массового обслуживания с широким привлечением вероятностных характеристик предмета труда и оборудования. Предлагаемая концепция построения моделей дискретно-непрерывных поточных линий, с применением метода матричных преобразований координат (МПК), позволяет систематизировать описание технологического процесса с возможностью учета различных стохастических возмущений на любой стадии моделирования.

Статистические характеристики процесса возможно получить при достаточно большом количестве реализаций моделирования цикла обработки предмета труда. Количество последовательно установленного оборудования при этом не ограничено. Для создания модели технологического процесса поточная технология из последовательно установленного оборудования представляется в виде структурной формулы с применением метода МПК. За базовый метод задания систем координат принят метод «плавающих» координат, который отличается от метода Денавит – Хартенберга отсутствием абсолютной системы координат и позволяю щий описать дискретно-непрерывный (континуальный) технологический процесс. Задание «плавающих» систем координат является основополагающим условием представления модели технологического процесса в формате 4D.

Наряду с этим предлагается идеализация модели технологического процесса в виде циклограмм и определе нием скоростей перемещения предмета труда на каждом из агрегатов. Идеализация необходима при создании новых технологий, в которых невозможно применить основные параметры (скорости перемещений, пути пе ремещений) как предмета труда, так и исполнительного оборудования по аналогии. Для повышения информа тивности графоаналитической модели технологического процесса создается модель на основе диагональных единичных ортогональных матриц 5×5. Достигнуто это введением дополнительного независимого параметра t(времени). Описание структуры технологического процесса матрицами 5×5 позволяет моделировать техно логический процесс графическим методом с учетом любых возмущений как внутреннего, так и внешнего характера с коррекцией в виде стохастических возмущений без прерывания процесса моделирования.

Развитию лесного комплекса Российской Федерации препятствуют несколько групп проблем, среди которых низкая степень использования лесного сырья и низкий уровень технического обеспечения лесной промышленности. В связи с этим, считаем необходимым совершенствование и автоматизацию оборудования и технологий первичной деревопереработки.

Назрела необходимость разрабатывать автоматизированные поточные линии в совокупности с система ми автоматизации и оптимизации раскряжёвки. Такой подход позволит совместить высокую производительность за счет быстродействия автоматики и высокое качество выпиливаемых сортиментов благодаря учёту формы и пороков хлыста, а также в полной мере вести учет объемы входящих и выходящих лесоматериалов.

Целью данной работы является создание программной реализации алгоритма на основе разработанной методики максимизации цилиндрического объема при раскряжёвке за счёт выявления оптимальной схемы рас кроя хлыста методом последовательных приближений к оптимальному решению. В данной статье представлены основные аспекты проектного и программного решения реализации алгоритма в виде информационной системы, предназначенной для автоматизации процесса раскряжевки и учета объемов лесоматериалов. Разработка прототипа велась в интегрированной среде разработки программного обеспечения IntelliJ IDEA на языке программирования Java.

В статье рассматриваются некоторые вопросы конструирования машины, предназначенной для работы в горных условиях. Известно, что для нормальной работы двигателя внутреннего сгорания необходимо его горизонтальное положение, а для психологически уверенной работы оператора машины его корпус должен находиться в вертикальном положении. Выполнение этих условий обеспечено в машине по патенту России № 2059502. В этой машине на гусеничное шасси установлен моторно-трансмиссионный блок колёсной машины, который включает в себя двигатель, силовую передачу и кабину водителя. Моторно-трансмиссионный блок связан с гусеничной тележкой подшипниковыми узлами, установленными на выходных валах моторно-трансмиссионного блока, и гидроцилиндром, который обеспечивает поворот моторно-трансмиссионного блока относительно гусеничной тележки для горизонтального положения двигателя внутреннего сгорания и вертикального положения оператора. При конструировании такой машины возникает вопрос о координатах этих точек и параметрах гидроцилиндра.

Для решения этого вопроса в статье представлена схема проекции подшипникового узла моторно-трансмиссионного блока и точек крепления гидроцилиндра к моторно-трансмиссионному блоку и к раме гусеничной тележки на вертикальную продольную плоскость, проходящую через машину. Анализ представленной схемы позволил получить уравнение, определяющее координаты точек крепления гидроцилиндра относительно подшипникового узла и длину гидроцилиндра в зависимости от заданных значений углов наклона моторно-трансмиссионного блока. Определено усилие гидроцилиндра для создания относительно подшипникового узла крутящего момента, который должен быть не меньше суммарного крутящего момента, включающего в себя крутящий момент от веса моторно-трансмиссионного блока и реактивный крутящий момент на моторно-трансмиссионном блоке, определяемый крутящим моментом на выходных валах моторно-трансмиссионного блока при работе двигателя внутреннего сгорания.